復(fù)合鐵鹽絮凝劑絮凝性能影響因素分析

馮曉翔，王秀玲

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300402）

復(fù)合鐵鹽絮凝劑絮凝性能影響因素分析

馮曉翔，王秀玲

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300402）

本文分析了鐵系絮凝劑絮凝過程中的影響因素，采用羧甲基纖維素（CMC）物質(zhì)與鐵鹽（FeCl3）合成新型復(fù)合絮凝劑CMC-鐵鹽并進(jìn)行污水模擬絮凝實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，m（FeCl3）∶m（CMC）=1:2、m（CMC):m（NaOH）=1:2、水浴溫度為50℃以及水浴時間為5h等條件下合成的新型復(fù)合絮凝劑絮凝性能最佳。

新型絮凝劑；羧甲基纖維素；三氯化鐵；絮凝性能

1 前言

隨著化學(xué)化工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，污水的排放量逐漸增大，對環(huán)境水系的污染和破壞日益嚴(yán)重。當(dāng)前，水凈化處理的首要步驟就是絮凝沉淀。長期以來，污水處理中常采用的絮凝劑主要有以鋁鹽、鐵鹽及其共聚物為基礎(chǔ)的無機(jī)絮凝劑和以聚丙烯酰胺為代表的合成有機(jī)高分子絮凝劑[1]，但以上絮凝劑具有在生產(chǎn)或降解過程中會形成影響人體健康的污染物或者有些廢水經(jīng)處理后污泥脫水困難等問題，進(jìn)而造成新的環(huán)境污染。本研究著眼于當(dāng)前無機(jī)絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑中存在的種種缺陷，選擇天然有機(jī)高分子改性絮凝劑與鐵鹽制成環(huán)境安全型復(fù)合絮凝劑，研究其絮凝性能及分析影響其絮凝效果的相關(guān)因素。

2 方法與材料

2.1 絮凝劑制備方法

通過特定化學(xué)反應(yīng)在羧甲基纖維素的分子鏈上接上活性基團(tuán)，對羧甲基纖維素進(jìn)行改性研究，引入特定基團(tuán)增加羧甲基纖維素的水溶性和其分子鏈上的活性基團(tuán)點(diǎn)，達(dá)到對污水絮凝凈化的效果。

2.2 制備原料及相關(guān)儀器

羧甲基纖維素納（CMC），三氯化鐵（FeCl3），20%氫氧化鈉，高嶺土。

數(shù)顯水浴鍋，加熱磁力攪拌器，2100P濁度儀，PH-3C型酸度計，COD快速測定儀等。

3 制備步驟及測試

3.1 制備過程

將FeCl3固體和羥甲基纖維素鈉固體按照不同配比混合后，加入蒸餾水使其完全溶解，根據(jù)CMC的質(zhì)量，加入不同質(zhì)量配比NaOH活化CMC基團(tuán)。將混合液體充分?jǐn)嚢杌旌?，形成紅褐色乳狀絮凝劑。

3.2 絮凝性能測試方法

3.2.1 將高嶺土以2g/L含量在室溫下配制成模擬污水，測定原始吸光度A1；

3.2.2 取一定量的絮凝劑溶液快速傾倒于每個在250r/min轉(zhuǎn)速下混勻的污水中，快速攪拌1min，靜置沉降15min[2]，在液面下3cm處移取上清液，測定吸光度A2；

3.2.3 根據(jù)絮凝前后的吸光度計算絮凝去除效率η：η＝（[A1－A2）/A1]×100%。

3.3 測試數(shù)據(jù)處理結(jié)果

3.3.1 FeCl3與CMC的質(zhì)量比對絮凝性能的影響

根據(jù)不同F(xiàn)eCl3與CMC的質(zhì)量配比，其絮凝去除率結(jié)果見圖1。由圖1可知：隨著m（FeCl3）:m（CMC）從3:1～1:3增加時其絮凝能力逐漸增大；當(dāng)m（FeCl3）:m（CMC）=1:2 時，其絮凝能力達(dá)到最大值，隨后逐漸下降。因此選擇 m（FeCl3）:m（CMC）=1:2為其絮凝性能最佳條件。

3.3.2 NaOH與CMC的配比對絮凝性能的影響

由于NaOH在該水處理劑合成過程中可以活化CMC的基團(tuán)，本實(shí)驗(yàn)采取以下條件：m（FeCl3）:m（CMC）=1:2、水浴溫度50℃、水浴時間3h為參照體系，對 m（CMC）:m（FeCl3）=1:2 結(jié)果為 3:1、2:1、1:1、1:2、1:3和以投加量均為50μL/L進(jìn)行絮凝性能比較，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，當(dāng)m（FeCl3）:m（CMC）=1:2 從 3:1～1:1逐漸增大時其絮凝能力也逐漸增大；隨后其絮凝能力逐漸下降。因此，當(dāng) m（FeCl3）:m（CMC）=1:1時，其合成水處理劑的絮凝性能最佳。

3.3.3 其他工藝條件對絮凝性能的影響

在 m（FeCl3）:m（CMC）=1:1、投加量固定 50μL/L進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)，采取不同水浴溫度與水浴時間進(jìn)行分析比較，得到圖3、圖4。可知：最佳水浴溫度應(yīng)該為50℃，最佳水浴時間為5h。

4 結(jié)論

通過以上數(shù)據(jù)分析，污水處理過程中絮凝劑配比對絮凝效果有很大影響，同時隨后有研究實(shí)驗(yàn)[3]表明，合成絮凝劑時的溫度和時間也對絮凝效果有影響，另外，污水pH值、水溫和濁度也是污水絮凝處理過程中的主要控制因素。

絮凝過程的影響因素眾多而且復(fù)雜多變，本試驗(yàn)采取模擬真實(shí)操作在專用設(shè)備條件上進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果可客觀反映絮凝過程中錯綜復(fù)雜的關(guān)系，同時得到污水絮凝沉降過程中的運(yùn)行工藝數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到絮凝沉淀過程中的加藥量配比及其他相關(guān)變量的研究。

［1］馬月珠.生態(tài)安全型絮凝劑的制備方法及其性能研究[D].天津,南開大學(xué)，2008.

［2］萬順,譚惠民.羧甲基纖維素陽離子化衍生物的研究現(xiàn)狀[J].纖維素科學(xué)與技術(shù),2002,10(4):53-59.

［3］劉志遠(yuǎn),李昱辰,王鶴立,居玉坤.復(fù)合絮凝劑的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].工業(yè)水處理，2011，31（5）：5-8.

Study on the influencing factors about flocculating capacities of synthesize CMC-iron salt

FENG Xiao-xiang，WANG Xiu-ling
（Tianjin Bohai Vocational Technical College,Tianjin 300402,China)

This paper analyzes the influencing factors in the process of synthesize CMC-iron salt new compound flocculant.Adopt carboxymethylcellulose(CMC)material and the iron salt(FeCl3)to synthesize CMC-iron salt new compound flocculant,and use the upper level clear liquid to determine removal efficiency and optimize reaction conditions.Result shows that the best flocculating effect to clear liquid is:the quality ratio of FeCl3to CMC 1:2;quality ratio of CMC to NaOH 1:2 chemical bath temperature 50℃and chemical bath time 5h etc.

new flocculant;carboxymethylcellulose;ferric chloride;flocculating capacity

10.3969/j.issn.1008-1267.2012.05.009

TQ314.253

A

1008-1267（2012）05-0029-03

2012-04-12

馬曉翔（1978-），女，碩士，講師，工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測與治理。